BIM技術在預制裝配式住宅設計及其綠色施工中的應用分析

文/黃浩賢 恒大集團珠三角公司 廣東廣州 510620

綠色施工踐行可持續發展理念，堅持在施工過程中實現社會、經濟、環境的平衡。關于綠色施工所遵循的原則，包括降低施工過程對周圍環境的影響、規避施工過程對周圍植被及地貌的破壞、提升施工過程中的能源使用率、控制施工過程中的材料使用效率等內容。

1、BIM技術在預制裝配式住宅設計中的應用

1.1 在前期規劃的應用

在建筑前期規劃中，BIM技術有多種用途，可從場地風環境模擬分析、場地模型日照分析、建筑形體布局分析等方面論述。例如，場地風環境模擬分析。在初步分析場地后，就可建立數據模型，隨之將該模型導入相關流體力學軟件，以進行風環境模擬分析。例如，場地模型日照分析。選用Protect進行模擬，可標示建筑適宜朝向范圍、不適宜朝向范圍、最佳朝向角度等內容，以確定建筑的最佳朝向。例如，建筑形體布局分析。整合模擬所得數據，就可進行方案間的對比，以分析建筑形式的優缺點，并最終確定建筑形體布局，也可為深化設計提供數據支持。

1.2 在方案設計的應用

應用BIM技術，可有效提升設計效率，諸多優化手段可促進方案比選。為保證設計策略的針對性，還可結合綠色建筑理念，進行各專業領域的溝通，最大程度地規避設計失誤問題。具體而言，關于方案比選，可利用BIM技術分析各個方案的工程造價、建筑造型等內容，以實現最優方案的選擇。例如，戶型面積控制，可利用BIM模塊進行體塊推敲，以反映不同功能空間的面積，隨之建筑師可依據實際情況進行調整[1]。考量綠色建筑的標準，可將BIM模型導入相關軟件，如生態節能分析軟件Ecotect，以進行能耗模擬分析，使住宅具備可持續、低能耗的特質。

1.3 在方案深化的應用

當住宅方案確定后，應對設計模型進行深化設計，以完善模型搭建工作，促進指導性施工進程。例如，依據構件模型，預制構件工廠及現場施工可順利開展工作。在BIM模型的拆分環節，尤其要注重構件的劃分，這也是預制構件深化設計的重要內容。在BIM技術支持下，預制構件廠可與各專業在同一平臺上達成一致意見，如此構件模型就可科學轉化為構件實體。依托BIM軟件，還可建立預制構件模型庫，為預制構件工廠的生產提供標準，也可在數據庫中選擇適當預制構件，以進一步優化方案模型。此外，依據BIM技術，可對相關軟件進行開發，使之具備預制構件的自動配筋功能，并由構件模型直接生成圖紙，使每個構件均有專屬編碼。關于預制構件連接，可利用結構模型軟件Tekla Structures，發揮其參數化節點功能及圖紙導出功能。

1.4 在協同設計的應用

依托共同的BIM平臺，各專業可共享信息，實現項目協作，如水暖電等專業的協同設計。為完成項目目標，項目組應創建完整的項目信息及文檔，以便項目組成員查看及使用，并將后期收集的信息加以分析，實現與各專業的信息共享，使各專業及時調整、即時交流。例如，依托BIM技術的碰撞檢查，可協調各專業的矛盾，有利于項目設計的優化。關于協同設計，不僅是設計各方協同，設計單位與施工企業、三維設計及二維設計等也應協同，以實現信息在建筑全生命周期的傳遞，有效規避工程變更問題。此外，在BIM平臺實現信息共享的同時，應保證信息的安全性，如BIM構件庫關系企業的核心競爭力，不能隨意拷貝。

2、BIM技術在預制裝配式住宅綠色施工中的應用

2.1 施工進度控制

綠色建筑產業是恒大將來的戰略方向之一，依托恒大的相關技術要求，BIM平臺可發揮出極大的技術集成效應，并推動綠色施工進度控制信息化。關于BIM技術對施工進度的控制，可從輔助制定項目計劃、施工計劃調整等方面分析。例如，輔助制定項目計劃。BIM技術可構建模擬施工的4D模型，以4D模型為指導，項目參與方可明確各階段施工工序的內容及進度，并排查工期延誤情況，以優化施工計劃。例如，施工計劃調整。受不可控因素影響，施工進度常出現與原計劃的偏差，而施工方可對項目進程進行實時監控，并運用紅外掃描、拍照等手段采集相關信息。如此，依托BIM平臺，就可生成實際進度與計劃進度的對比圖，而項目參與方可在可視化數據平臺上商討解決方案。

2.2 施工安全管理

踐行房地產綠色經營管理，恒大就要保證工程建設符合社會效益、經濟效益、生態效益。為提升綠色施工效益與效率，應保證施工安全。在實際施工中，項目組可依托BIM技術進行施工安全管理，以控制施工環境中多變的安全影響因素，如觸電、高處墜落、物體打擊、坍塌等。具體而言，以此為依據，施工現場可劃分安全區域，并將相關信息輸入BIM模型，而4D施工模擬就可模擬施工現場環境，以提前判別安全隱患，并采取措施加以規避。例如，依托BIM技術，可運用標準構件進行腳手架的虛擬搭建，并實現最優設計[2]。關于安全質量管理，依托BIM平臺，施工及監理方可將質檢及安全數據導入BIM模型，并將之關聯施工節點及構件，如此就可集成項目整體信息模型，隨之生成工程質量安全統計分析表格。

2.3 工程變更管理

踐行“科技創新，打造綠色住宅建筑”的發展戰略，恒大應致力于科技創新、科技攻關，以解決工程中的實際問題。在項目施工中，工程變更較為常見，做好工程變更管理，可極大地加快工程進度、降低造價、改善建筑質量。依托BIM平臺，工程變更管理更為便捷高效。具體而言，若工程因設計改變出現變更，只需修改BIM模型，其他圖紙數據也隨之更新，有效提升工程管理效率。在傳統模式下，若工程出現變更，還需考慮施工預算、合同價款等問題。而BIM模型可直接生成變更數據統計表，加之BIM竣工模型也可詳細記錄工程變更數據，極大地便利了工程造價結算。

結論：

綜上所述，為踐行房地產綠色經營管理，應在預制裝配式住宅的工程實踐中探究BIM技術應用。本文具體分析了預制裝配式住宅工程建設最優方案的設計過程，論述了Protect模擬、預制構件的自動配筋功能、BIM技術的碰撞檢查等方案設計內容，并結合模擬施工4D模型、BIM模型修改等，提出了施工進度控制、施工安全管理等措施。